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　　Java中的垃圾回收详解

　　达内java培训机构详解JAVA中的垃圾回收

　　实践中，为了更好地满足现实的场景及需求，还需要对算法进行大量的调整。举个简单的例子，我们来看下JVM需要记录哪些信息才能让我们得以安全地分配对象空间。

　　碎片及整理(Fragmenting and Compacting)

　　JVM在清除不可达对象之后，还得确保它们所在的空间是可以进行复用的。对象删除会导致碎片的出现，这有点类似于磁盘碎片，这会带来两个问题：

　　写操作会变得更加费时，因为查找下一个可用空闲块已不再是一个简单操作。

　　JVM在创建新对象的，会在连续的区块中分配内存。因此如果碎片已经严重到没有一个空闲块能足够容纳新创建的对象时，内存分配便会报错。

　　为了避免此类情形，JVM需要确保碎片化在可控范围内。因此，在垃圾回收的过程中，除了进行标记和删除外，还有一个“内存去碎片化”的过程。在这个过程当中，会给可达对象重新分配空间，让它们互相紧挨着对方，这样便可以去除碎片。下图展示的便是这一过程：

　　分代假设

　　如前所述，垃圾回收需要完全中止应用运行。显然，对象越多，回收的时间也越长。那么我们能不能在更小的内存区域上进行回收呢?通过可行性调查，一组研究人员发现应用中绝大多数的内存分配会分为两大类：

　　绝大部分的对象很快会变为不可用状态。

　　还有一些，它们的存活时间通常也不会很长。

　　这些结论最终构成了弱分代假设(Weak Generational Hypothesis)。基于这一假设，虚拟机内的内存被分为两类，新生代(Young Generation)及老生代(Old Generation)。后者又被称为年老代(Tenured Generation)。

　　有了各自独立的可清除区域后，这才出现了众多不同的回收算法，正是它们一直以来在持续提升着GC的性能。

　　这并不说明这样的方式是没有问题的。比如说，不同分代中的对象可能彼此间有引用，在进行分代回收时，它们便为视为是“事实上”的GC根对象(GC roots)。

　　而更为重要的是，分代假设对于某些应用来说并不成立。由于GC算法主要是为那些“快速消失”或者“永久存活”的对象而进行的优化，因此对于那些生命周期“适中的对象，JVM就显得无能为力了。

　　内存池

　　在堆里面进行内存池的划分对大家来说应该是非常熟悉的了。不过大家可能不太清楚的是在不同的内存池中，垃圾回收是如何履行它的职责的。值得注意的是，虽然不同的GC算法细节实现上有所不同，但是本章中所提到的概念却是大同小异的。

　　伊甸区(Eden)

　　新对象被创建时，通常便会被分配到伊甸区。由于通常都会有多个线程在同时分配大量的对象，因为伊甸区又被进一步划分成一个或多个线程本地分配缓冲(Thread Local Allocation Buffer，简称TLAB)。有了这些缓冲区使得JVM中大多数对象的分配都可以在各个线程自己对应的TLAB中完成，从而避免了线程间昂贵的同步开销。

　　如果在TLAB中无法完成分配(通常是由于没有足够的空间)，便会到伊甸区的共享空间中进行分配。如果这里还是没有足够的空间，则会触发一次新生代垃圾回收的过程来释放空间。如果垃圾回收后伊甸区还是没有足够的空间，那么这个对象便会到老生代中去分配。

　　当进行伊甸区的回收时，垃圾回收器会从根对象开始遍历所有的可达对象，并将它们标记为存活状态。

　　前面我们已经提到，对象间可能会存在跨代引用，因此最直观的做法便是扫描其它分区到伊甸区的所有引用。但不幸的是这么做会做成分代的做法变得毫无意义。JVM对此有它自己的妙招：卡片式标记(card-marking)。基本的做法是，JVM将伊甸区中可能存在老生代引用的对象标记为"脏”对象。关于这点Nitsan的博客这里有更进一步的介绍。

　　标记完成后，所有存活对象会被复制到其中的一个存活区。于是整个伊甸区便可认为是清空了，又可以重新用来分配对象了。这一过程便被称为”标记复制“：存活对象先被标记，随后被复制到存活区中。

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